面向5G承载的综合业务接入区建设

2019-09-17陈捷

电子技术与软件工程 2019年16期

文/陈捷

1 前言

5G发展是十三五规划战略的重要任务，2019年6月6日，工信部正式向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电发放5G商用牌照，中国进入5G商用元年。5G的频率比4G更高，单站覆盖距离更短，连续覆盖所需基站数量将成倍增长，且5G设备功耗远高于4G设备，运营商应提前部署接入光缆网和局站资源以满足5G建网需求。

本文重点研究综合业务接入区的建设模式，对接入机房和接入管线基础资源进行科学规划并做好储备，为5G网络演进打下坚实基础。

2 综合业务接入区概述

综合业务接入区指为满足基站、专线、家庭宽带等业务接入需求，结合行政区域、自然区划、路网结构和客户分布，将城市区域或发达乡镇等业务密集区，划分为多个能独立完成业务接入和汇聚的区域。

2.1 综合业务接入区网络元素

2.1.1 综合业务局站

综合业务局站是指负责综合业务接入区内各类业务汇聚的节点。每个综合业务接入区原则上设置1个综合业务局站，局站内设置OLT、BBU集中点、IPRAN A/B、传输、汇聚交换机等接入和汇聚设备；接入光缆围绕综合业务局站组网。

2.1.2 接入网机房

接入网机房是综合业务局站的补充，主要作为C-RAN的小集中点设置4G BBU和5G CU/DU设备，也可以设置OLT、IPRAN A等设备就近接入宽带或专线业务。

2.1.3 光节点

光节点是接入光缆上用于分纤和接入用户的分纤设施，分为主干光节点和配线光节点，形态主要是无源的光交接箱/间。用户就近接入光交接点，实现业务的快速响应。

2.1.4 光缆

主干光缆指主干光节点与综合业务局站、主干光节点之间的光缆。配线光缆指配线光节点到主干光节点之间的光缆。

表1：综合业务局站设备机架需求预测

2.2 综合业务接入区覆盖范围

以综合业务局站为业务核心点，结合城市行政区域、以及现有网络架构，按综合业务局站覆盖范围，将城市建成区和发达乡镇划分为若干个综合业务接入区。不同场景下，综合业务接入区的覆盖范围根据用户密度有所不同。对于城市业务密集区，原则上覆盖面积为3-4平方公里；一般城区覆盖4-5平方公里；县城和发达乡镇等区域可按照5-10平方公里覆盖；农村区域按每个乡镇（含下辖行政村）划定为一个综合业务接入区。

综合业务接入区应无缝覆盖整个城市和发达乡镇，且不能重叠，保证综合业务接入区内资源的唯一归属。综合业务接入区的设置需满足以下原则：

（1）成型区域不跨区：成型区域（如住宅小区、产业园区、校园等）不能跨综合业务接入区；

（2）网络连接不跨区：各层级光节点和设备不跨区连接；

（3）用户接入不跨区：家庭、政企客户接入不跨区； C-RAN集中点不跨区连接基站。

3 综合业务接入区建设思路

3.1 5G无线接入网建设思路

5G时代，天线和RRU合二为一，组成了全新的单元AAU（有源天线单元），基站架构由4G的BBU和RRU两层架构演进为DU、CU和AAU三层架构。5G建设初期将以CU/DU合设部署为主，一方面减少网络层级有利于降低时延，另一方面CU/DU分设部署成本高、维护压力大，不利于前期快速建网。

5G RAN承载主要包括C-RAN大集中和C-RAN小集中两种方式。综合业务局站应规划为C-RAN大集中点，收敛综合业务局站周边的基站，比例不低于综合业务区内基站总数的50%；同方向基站数量多、光缆路由长时，应规划接入网机房作为C-RAN小集中点；充分利用条件好的铁塔基站机房作为C-RAN小集中点，接入周边少量基站。此外，不应将全部CU/DU规划部署在综合业务局站，导致综合业务局站的电源和光缆需求过大，扩容困难。

3.2 综合业务局站建设思路

综合业务局站是综合业务接入区业务汇聚的中心点，主要设置C-RAN大集中的4G BBU和5G CU/DU、IPRAN A/B以及承载家宽业务的OLT和传输设备OTN，机房面积应满足接入区内全业务的接入需求，满足各专业设备、空调电源配套对安装空间的需求，同时预留一定的空间。

3.2.1 综合业务局站面积需求测算

综合业务局站的机房面积应根据终局宽带用户、专线用户和4G/5G无线基站接入需求，结合接入网机房的规划方案进行测算。除了OLT、BBU、CU/DU、IPRAN、ODF等可根据远期用户数量和区域面积估算外，还应为边缘计算、接入OTN各预留2个机架。在测算面积的基础上，可再预留不超过20平方米的机房面积作为未来发展的扩展空间。

以城市密集区为例，综合业务接入区内不设置接入网机房，综合业务局站共需机架数10-15个（详见表1：综合业务局站设备机架需求预测）。

安装15个机架及后备电源，机房可用面积需要约40平方米，考虑不超过20平方米的预留面积，综合业务局站可用面积应为40-60平方米（按70%的得房率，建筑面积约为57-86平方米）。

3.2.2 综合业务局站电源配套需求测算

综合业务局站的市电引入、蓄电池应考虑各类设备中长期用电要求进行配置，空调可根据实际安装情况按需配置。

（1）市电引入

原则上综合业务局站引入三类市电，至少满足10年期用电规划需求，建议不低于125A/380V交流电。

（2）蓄电池

蓄电池应按照中长期的设备功耗配置，备电时间1-3小时，预留油机接口。

（3）空调机房

机房空调原则采用专用小型空调或商业空调，保证设备运行大的稳定，一般设置2-3台3匹或5匹壁挂式/柜式空调。

3.3 综合业务接入区光缆网建设思路

接入光缆网以综合业务局站为核心，组成多个相对独立的接入光缆网络。每个综合业务接入区单独组网，统一规划光节点和光缆纤芯，充分利用已建的光缆网，进行各类业务的接入逐步形成统一的光缆网络。

3.3.1 主干接入光缆建设思路

主干接入光缆的规划建设应满足中长期发展需求，结合现有业务发展需求，适当提高主干光缆纤芯数量，特别是5G基站的需求应按照现有4G基站的2-3倍考虑。

由于综合业务局站出局光缆芯数较多（在发达城区出局光缆纤芯数达到1432芯，需建设12个以上光交），主干接入光缆原则上应一次性布放144芯及以上光缆，光缆结构以环形为主，每个综合业务局站下挂2-4个主干光缆环路，每个主干光缆环上主干节点以3-4为宜，覆盖范围大且用户稀疏的区域，可适当增加主干光节点数量。

3.3.2 基站引入光缆建设思路

5G基站应通过基站引入光缆就近接入配线光交，与政企专线和FTTH光网共用配线和主干光缆资源。

现有4G基站同址升级5G时，应充分利用现有4G基站的引入光缆资源。在摸查现有4G基站引入光缆纤芯资源现状的基础上，制定基站引入光缆建设方案。C-RAN模式的基站对引入光缆的需求为3芯（单纤双向光模块），D-RAN模式的基站对引入段光缆的需求为4芯，可统一按照每基站需求4芯光纤再预留2芯维护纤考虑（同样满足C-RAN模式下单芯单向传输，每个AAU需要2芯，共6芯）。现有引入光缆空闲6芯以上的4G基站，原则上不应为升级5G新建光缆；现有引入光缆空闲纤芯不足6芯时，可扩容一条12-24芯引入光缆。

5G采用C-RAN模式组网时，拉远基站宜占用主干光交的独占纤芯至综合业务局站的CU/DU设备，多个相邻拉远站接入同一主干光节点时，相邻基站应选择不同方向的纤芯。

5G采用D-RAN模式组网时，基站宜占用主干光缆的公共纤芯，与其他基站共享主干纤芯组环。